Mesures. Vous avez été tous les deux les lauréats du Prix LNE de la recherche 2014. Que représente pour vous ce prix et que peut-il apporter à votre travail?

Paola Fisicaro. Le Prix LNE de la recherche est décerné pour un ensemble d'actions telles que la recherche de nouvelles références, le nombre de publications, la participation à des comités de métrologie au niveau international, la dissémination de la traçabilité, c'est-à-dire le transfert des références auprès d'utilisateurs finaux potentiels. Je dirige un département de neuf personnes qui couvre les activités que je viens de citer. Nos activités concernent la chimie inorganique et l'électrochimie. Concernant la chimie inorganique, le cœur de notre métier est de développer des méthodes d'analyse capables de doser finement de polluants dans des matrices environnementales ou des molécules dans des matrices biologiques: par exemple, des méthodes très sensibles et avec de faibles incertitudes pour l'analyse de traces de métaux. En électrochimie, nous possédons les références nationales(c'est-à-diredes bancs primaires au travers desquels nous caractérisons des solutions étalons) pour la pHmétrie et la conductivité électrolytique qui sont des mesures très répandues dans tous les laboratoires d'analyses de routine en environnement, en pharmaceutique et dans d'autres industries. Que ce soit en électrochimie ou en chimie inorganique, nous cherchons également à développer de nouvelles références dans des situations toujours plus complexes pour pouvoir répondre à des exigences plus spécifiques. Nous avons par exemple travaillé, en électrochimie, sur des matrices comme l'eau de mer ou des mélanges eau-éthanol, dans lesquelles on ne peut pas mesurer directement le pH comme dans des matrices aqueuses toutes simples.

Yves Hermier. Effectivement, c'est une reconnaissance personnelle, mais c'est aussi et surtout une reconnaissance de l'équipe que je pilote. S'il y a une chose à mettre en avant, c'est bien l'histoire de cette équipe plutôt que celle d'une personne.Tout seul, je n'aurais pas pu faire grand-chose. Ce prix met également en lumière une façon de travailler. La température est la seule grandeur physique dans le système SI qui n'est pas accessible directement. On ne mesure en effet jamais une température, mais une grandeur physique qui lui est liée. Cela signifie que, dans une équipe «température», il faut réunir autour de soi des spécialistes dans tous les domaines : des thermiciens, des acousticiens, des radiométristes, des opticiens, des spécialistes des lasers, des cryogénistes, des mécaniciens connaissant les techniques de réalisations de pièces devant être utilisées dans des conditions extrêmes de température, etc. Nous avons d'ailleurs une position un peu particulière du fait que le laboratoire est un laboratoire mixte entre le Cnam [ Conservatoire national des arts et métiers, NDLR ], qui détient les étalons de référence pour les températures, et le LNE [ Laboratoire national de métrologie et d'essais, NDLR ]. Ce panel de compétences extrêmement étendu est en fin de compte une grande richesse. Même si la mesure de la température est notre cœur de métier, les techniques que nous mettons au point peuvent être utilisées à d'autres fins. Par exemple, nous nous étions aperçus, lors du développement de techniques de mesures acoustiques dans de l'argon ou de l'hélium autour de la température du point triple de l'eau, pour la détermination de la constante de Boltzmann, que, à cette température, les impuretés qui nous «embêtaient» le plus étaient l'eau. L'instrument était donc un bon détecteur de traces d'eau. Nous sommes donc en train de développer un hygromètre basé sur un tel principe. Nous sommes allés là où l'on ne nous attendait pas (bien que la thermométrie et l'hygrométrie soient des disciplines cousines germaines).

Pour la 6 ^e édition, Jean-Luc Laurent (au centre), directeur général du LNE, a remis le vendredi 7 novembre le Prix LNE de la recherche 2014 à Paola Fisicaro, responsable du département biomédical et chimie inorganique à la division Métrologie scientifique et industrielle du LNE, et à Yves Hermier, responsable du pôle Métrologie thermique du laboratoire commun de métrologie LNE/Cnam.

Mesures. Paola Fisicaro, avez-vous vous aussidesexemplesdetravauxquionteudes implications au niveau des industriels?

Paola Fisicaro. Dans le domaine de la chimie inorganique, nous travaillons avec les organisateurs d'essais d'aptitude, en leur fournissant notamment une valeur de référence, c'est-à-dire une valeur avec une incertitude très faible et obtenue de façon complètement indépendante des méthodes utilisées par les laboratoires. Cela diffère du traitement statistique des résultats des mesures réalisé par les organisateurs. Il est ainsi possible de détecter par exemple des biais systématiques des résultats observés par les laboratoires. Ainsi, nous pouvons aider ces laboratoires qui travaillent sur des molécules complexes qu'ils ne maîtrisent pas encore complètement d'un point de vue analytique à des concentrations parfois très proches des limites de quantification. Un autre exemple de l'utilité de nos travaux pour des utilisateurs finaux, en tant que détenteur des références nationales pour la pHmétrie et la conductivité électrolytique, est l'interaction avec un industriel qui souhaitait devenir producteur de matériaux de référence (étalons de pHmétrie). Comme il voulait obtenir l'accréditation Cofrac [ Comité français d'accréditation, NDLR ] selon l'ISO 34, le guide pour les producteurs de matériaux de référence, nous les avons accompagnés de A à Z: l'installation des équipements de laboratoire, la préparation des solutions, la traçabilité de celles-ci et comment évaluer les incertitudes liées à la stabilité et l'homogénéité des lots de solutions. L'entreprise a obtenu l'accréditation et est dorénavant rentrée dans son cycle de production. Elle fait régulièrement appel à nous pour obtenir des solutions primaires et assurer la traçabilité des solutions qu'ils commercialisent.

Mesures. Il s'agit ici d'exemples concernant l'électrochimie, mais qu'en est-il pour l'analyse des métaux?

Paola Fisicaro. Si nous travaillons principalement dans le domaine de l'eau, nous collaborons également avec le département qui s'intéresse à la surveillance de la qualité de l'air. Chaque pays membre de l'Union européenne doit fournir des données annuelles sur la qualité de l'air. Sur la base de ces résultats, les pays sont susceptibles de payer des amendes dans le cas où les résultats ne sont pas conformes aux valeurs imposées par les directives en vigueur, d'où l'importance d'avoir des données fiables. C'est donc notre rôle d'aider les acteurs à fiabiliser la qualité de leurs mesures pour qu'elles soient ensuite exploitables dans le cadre de la surveillance européenne. Si l'on s'intéresse aux enjeux sociétaux, on peut parler de la santé, même si cela concerne plutôt les activités du département en charge de la chimie organique. Une nouvelle réglementation est en train de se mettre en place : tous les laboratoires d'analyses biomédicales devront en effet être accrédités par le Cofrac d'ici le 1 ^er novembre 2020. En effet, lorsqu'il prescrit plusieurs fois à un patient des analyses sanguines, le médecin peut bien demander de retourner au même laboratoire parce que, si des résultats sont différents entre deux analyses, on ne sait pas si cela vient des paramètres sanguins ou du laboratoire. Il y a encore de nombreux paramètres physiologiques ou biomarqueurs qui dépendent beaucoup de la méthode d'analyse avec laquelle ils sont testés. Donc il existe un vrai besoin de fiabiliser,de pouvoir comparer les résultats d'analyse faits par des laboratoires de routine.Dans le cadre de nos projets de recherche, des méthodes sont déjà mises au point, par exemple pour le fer dans le sang, l'un des paramètres les plus régulièrement analysés et pour lequel deux méthodes de routine ne sont pas complètement comparables entre elles. Ou encore nous développons des méthodes pour des molécules un peu plus complexes comme l'hémoglobine ou la transferrine, des analyses elles aussi faites régulièrement et pour lesquelles on a besoin de fiabiliser les résultats.

Mesures.Et vous,Yves Hermier, vous citiez l'exemple du développement d'un hygromètre basé sur une nouvelle technologie. Quels autres intérêts peuvent avoir les travaux de votre équipe pour les industriels?

Yves Hermier. Le département « Hautes températures-pyrométrie» est par exemple impliqué dans le développement d'instru-ments spécifiques dans le domaine dunu-cléaire.Tout le monde est actuellement à la recherche du capteur qui reste vivant après que tous les autres aient rendu l'âme lors de l'emballement d'un cœur de centrale. Nous travaillons aussi sur des problématiques très appliquées comme de répondre àlanéces-sité, toujours dans le nucléaire, de pouvoir refaire l'étalonnage (ou de vérifier l'étalonnage) des capteurs sous irradiation.On développe ainsi, en partenariat avec le CEA [ Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, NDLR ], des méthodes d'autovalidation des capteurs, c'est-à-dire des dispositifs qui permettent de faire des vérifications in situ, en mettant une référence avec le capteur dans le réacteur. Nous avons également indirectement participé à la grande aventure de la découverte du boson de Higgs,en ayant travaillé sur les références avec l'Institut de physique nucléaire d'Orsay qui était en charge de l'étalonnage des 6000 capteurs destinés à être installés dans le grand collisionneur de hadrons LHC [ Large Hadrons Collider , NDLR ] du Cern [ Conseil européen pour la recherche nucléaire , NDLR ]. Dans un autre domaine, celui de l'environnement, un établissement spécialisé en hydrographie marine s'est tourné vers nous pour résoudre la problématique de la traçabilité sur des mesures de température obtenues avec des capteurs soumis à de hautes pressions (80 ou 100 fois la pression atmosphérique). Dans le cadre d'un projet de recherche, nous voulons mettre en place un petit caisson hyperbar, en collaboration avec le SHOM [ Service hydrographique et océanographique de la Marine, NDLR ], afin de mener des simulations au sein de notre laboratoire et,en fin de compte, d'avoir confiance dans les informations données par les capteurs. C'est d'ailleurs le rôle de la métrologie de donner confiance dans les mesures! Le but est de connaître les températures dans les fonds sous-marins avec une incertitude maîtrisée. Ces informations viendront compléter les données issues de capteurs à la surface des océans dont les incertitudes sont de l'ordre de quelques millièmes de degré. L'objectif est de réunir les données nécessaires à la validation de modèles pour, entre autres choses, prédire l'évolution du climat.

Paola Fisicaro. La métrologie est dans notre vie de tous les jours, ce n'est pas une banalité ni parce que je suis métrologue que je dis cela. C'est parfois difficile de voir les besoins en métrologie et d'autres fois, c'est plus simple. Je pense au problème, il n'y a pas très longtemps, des nouveaux trains qui ne passaient pas entre les quais de certaines gares. C'est à travers d'un tel exemple que l'on voit clairement l'intérêt de la métrologie. Mais le problème est de savoir comment vulgariser le concept, comment expliquer qu'associer une incertitude de mesure à un résultat fait partie du résultat, etc. Nous, les métrologues, devons faire des efforts de communication, trouver de bons exemples, ne pas «couper les cheveux en quatre» quand cela n'est pas nécessaire. La métrologie est, je le répète, dans la vie de tous les jours, il faut juste arriver à comprendre que le mot n'est pas de la magie noire et que, même si l'on utilise un terme différent, c'est bien de la métrologie. En chimie, par exemple, c'est arriver à passer les bons messages au travers des bonnes pratiques de laboratoire et de bons démonstrateurs - nous avons parfois des difficultés à en trouver-, c'est comprendre ce que l'on fait, c'est se poser les bonnes questions… C'est aussi ne pas gaspiller du temps et de l'énergie là où il n'en faut pas. Il y a de plus en plus un problème économique parce qu'être sûr de ses analyses a un coût. Il faut parfois répéter plusieurs fois les mêmes mesures et, aujourd'hui, nous sommes dans une société où le temps est précieux et l'argent encore plus. Les laboratoires d'analyses qui sont en très forte compétition préfèrent alors parfois dégrader la qualité de leurs analyses pour obtenir plus rapidement des résultats. Donc, oui, mettre de la qualité là où il faut, c'est difficile. En chimie, je rajouterai un autre élément qui complique la vie: compte tenu des risques liés aux polluants par exemple, les besoins sont tellement vastes que, en tant que laboratoire de métrologie, c'est impensable de pouvoir résoudre ou développer toutes les méthodes pour tous les paramètres qu'il faudrait –en théorie, on aurait besoin d'un étalon par matrice, par élément et par concentration. Il faut donc être suffisamment à l'écoute pour arriver à anticiper les besoins et être prêt au moment où les besoins sont là, sans s'éparpiller et en faisant avec les moyens que l'on a. Parce que la méthode de référence ne peut pas être développée en quinze jours, mais plutôt en quelques mois. Yves Hermier. La métrologie est au service des grands enjeux sociétaux. C'est peut-être sur ce point que le Prix LNE de la recherche donne un éclairage supplémentaire. Il faut en effet désacraliser le terme «métrologie», parce que parler de métrologie peut faire peur. Et c'est un peu comme pour Monsieur Jourdain [ dans le Bourgeois gentilhomme,la pièce de théâtre de Molière,NDLR] : les personnes font souvent de la métrologie sans le savoir. La métrologie est parfois interprétée comme quelque chose qui appartient soit à une élite soit aux administrations. Les métrologues sont souvent considérés comme des puristes qui veulent «couper les cheveux en quatre». Mais les métrologues ne sont pas là pour vous convaincre dogmatiquement de réduire les incertitudes de mesures. Ils sont là pour vous aider à maîtriser vos incertitudes dans un processus donné. Pour faire un choix, il est d'abord nécessaire de maîtriser les incertitudes de mesure, actionqui devient alors une aide à la décision et qui peut rapporter gros, y compris sur le plan financier.

Le département « Hautes températures-Pyrométrie » est notamment en charge de la traçabilité au système SI des mesures en pyrométrie optique. Il peut s'appuyer sur un ensemble de moyens en instrumentation que l'on peut voir ici.

Mesures. Avez-vous un dernier sujet que vous souhaitez aborder?

Paola Fisicaro. S'il est vrai que recruter des « doctorand(e)s » est devenu difficile, les jeunes ne se bousculant plus dans les sciences dites dures, un autre problème est qu'il ya beaucoup moins de financements pour la recherche qu'auparavant.Depuis deux à trois ans, les budgets sont chaque année amputés. La pression devient ainsi très forte pour parvenir à obtenir des fonds privés, parce qu'il n'y a plus de contrats publics. Et, même, les industriels ne veulent pas payer parce qu'ils considèrent probablement que, en tant que laboratoire de métrologie et de recherche, nous devons nous appuyer sur d'autres fonds que les leurs. Sans aller jusqu'à parler d'une bataille interne, nous devons justifier l'impact de nos travaux, et donc ne pas se tromper sur les choix. Mais juger de l'intérêt d'un projet avant même de l'avoir démarré n'est pas évident. Personnellement, je suis très contente que, dans un tel système, le Prix LNE de la recherche puisse valoriser un travail d'équipe, un travail difficile. C'est la démonstration que, si l'on ne fait que des prestations, la recherche n'avance pas. J'espère que ce prix servira à donner une visibilité accrue de l'approche mise en place, sur l'importance de ce que nous faisons pour les industriels, pour les laboratoires. Et, par effet boule de neige, d'être capable de créer d'autres choses si l'on dispose des ressources pour le faire.

Yves Hermier. Si l'on parle plus souvent de la métrologie pour l'industrie, on oublie quelquefois l'autre aspect de la métrologie, celle pour la recherche elle-même. C'est un grand cercle vertueux! Comme les métrologues n'ont pas vocation à être des théoriciens, nous nous alimentons souvent des résultats issus de la recherche plus fondamentale pour créer les outils métrologiques. Mais, de temps en temps, il y a un retour de la métrologie vers la physique fondamentale, comme lors du développement des échelles de température à basses températures. Tout le monde connaît l'EIT-90 qui s'arrête à 0,65K, mais il existe une autre échelle à plus basses températures qui s'appelle l'échelle provisoire des basses températures ou EPBT2000. Promulguée en 2000, elle permet de disposer de références métrologiques jusqu'à des températures de 0,9mK au-dessus du zéro absolu. En France, compte tenu des moyens à notre disposition, nous avons développé cette échelle jusqu'à 20 mK. D'ailleurs, seuls cinq laboratoires dans le monde ont contribué au développement de cette échelle, et il ne doit plus y avoir que deux ou trois laboratoires au monde qui en assure le maintien. S'il n'existe (actuellement) aucune demande industrielle pour de si basses températures, le fait d'avoir développé ces travaux a par contre, en collaboration avec le Laboratoire des très basses températures de Grenoble,permis aux théoriciens de progresser sur la compréhension des paramètres d'interactions des quasi-particules d'hélium 3, dans le domaine de la physique quantique. En ayant apporté une traçabilité au plus près sur les mesures de température, notre collaboration a ainsi permis de choisir entre deux modèles théoriques.